دیتاشیت LED سفید SMD3528 - ابعاد 3.5x2.8 میلی‌متر - ولتاژ 3.2 ولت - توان 0.108 وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

SMD3528 یک دیود نورافشان سفید نصب سطحی (LED) است که برای کاربردهای روشنایی عمومی طراحی شده است. این LED تک‌تراشه، دارای ابعاد فشرده بوده و برای نور پس‌زمینه، چراغ‌های نشانگر و نورپردازی تزئینی مناسب است. مزیت اصلی این قطعه در اندازه استاندارد بسته‌بندی آن است که فرآیند مونتاژ خودکار را تسهیل کرده و سازگاری با چیدمان‌های متداول PCB را تضمین می‌کند. بازار هدف شامل الکترونیک مصرفی، نورپردازی داخلی خودرو و تولیدکنندگان تابلوهای تجاری است که به دنبال راه‌حل‌های روشنایی قابل اعتماد و مقرون‌به‌صرفه هستند.

2. تفسیر عمیق و عینی پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های نورسنجی و الکتریکی

عملکرد LED تحت شرایط آزمایش استاندارد (T_s=25°C) مشخص می‌شود. پارامترهای کلیدی، محدودیت‌های عملیاتی و رفتار معمول آن را تعریف می‌کنند.

2.1.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی رخ دهد. کارکرد خارج از این محدودیت‌ها توصیه نمی‌شود.

• جریان مستقیم (I_F):30 میلی‌آمپر (مداوم)
• جریان مستقیم پالسی (I_FP):60 میلی‌آمپر (عرض پالس ≤10 میلی‌ثانیه، چرخه وظیفه ≤1/10)
• توان تلف شده (P_D):108 میلی‌وات
• دمای عملیاتی (T_opr):40- درجه سانتی‌گراد تا 80+ درجه سانتی‌گراد
• دمای نگهداری (T_stg):40- درجه سانتی‌گراد تا 80+ درجه سانتی‌گراد
• دمای اتصال (T_j):125 درجه سانتی‌گراد
• دمای لحیم‌کاری (T_sld):لحیم‌کاری ریفلو در 200 درجه سانتی‌گراد یا 230 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه.

2.1.2 پارامترهای فنی معمول

این مقادیر، عملکرد مورد انتظار تحت شرایط عملیاتی نرمال را نشان می‌دهند.

• ولتاژ مستقیم (V_F):3.2 ولت (معمول)، 3.6 ولت (حداکثر) در I_F=20mA
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• جریان معکوس (I_R):10 میکروآمپر (حداکثر)
• زاویه دید (2θ_1/2):120 درجه (معمول)

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

محصول برای اطمینان از یکنواختی رنگ و روشنایی در یک کاربرد، در دسته‌های مختلف طبقه‌بندی می‌شود. این دسته‌بندی توسط قاعده نام‌گذاری محصول تعریف می‌شود.

3.1 ساختار شماره مدل

شماره مدل T3200SL(C,W)A از یک سیستم کدگذاری خاص پیروی می‌کند که ویژگی‌های آن را تعریف می‌کند. در حالی که تجزیه کامل کد در منبع ارائه شده است، عناصر کلیدی شامل تعداد تراشه (S برای تراشه تک قدرت پایین)، کد بسته‌بندی (32 برای 3528) و کد رنگ (C برای سفید خنثی، W برای سفید سرد) می‌شود.

3.2 دسته‌بندی دمای رنگ مرتبط (CCT)

نور سفید در چندین دسته استاندارد CCT موجود است که هر کدام با یک منطقه رنگی خاص در نمودار CIE مرتبط هستند.

• 2725K ±145K (دسته: 27M5)
• 3045K ±175K (دسته: 30M5)
• 3985K ±275K (دسته: 40M5)
• 5028K ±283K (دسته: 50M5)
• 5665K ±355K (دسته: 57M7)
• 6530K ±510K (دسته: 65M7)

توجه: سفارش‌ها حداقل دسته شار نوری را مشخص می‌کنند، نه حداکثر. محصولات ارسالی ممکن است از مقدار شار سفارش داده شده فراتر روند اما همیشه به منطقه رنگی CCT مشخص شده پایبند خواهند بود.

3.3 دسته‌بندی شار نوری

شار نوری بر اساس CCT و شاخص نمود رنگ (CRI) دسته‌بندی می‌شود. جداول مقادیر حداقل و معمول را در 20 میلی‌آمپر تعریف می‌کنند. به عنوان مثال، یک LED سفید خنثی با CRI 70 (3700-5300K) دارای دسته‌هایی مانند B6 (حداقل 7.0-7.5 لومن)، B7 (حداقل 7.5-8.0 لومن)، B8 (حداقل 8.0-8.5 لومن) و B9 (حداقل 8.5-9.0 لومن) است. نسخه‌های با CRI بالاتر (80 و 90) به دلیل مصالحه در سیستم فسفر، به طور متناظر دارای دسته‌های شار نوری پایین‌تری هستند.

3.4 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

برای کمک به تطبیق جریان در اتصالات سری، ولتاژ مستقیم نیز دسته‌بندی می‌شود. کدها از B (2.8-2.9V) تا J (3.5-3.6V) متغیر هستند، با تلرانس اندازه‌گیری ±0.08V.

3.5 مناطق رنگی

هر دسته CCT مربوط به یک منطقه بیضی‌شکل در نمودار رنگی CIE 1931 است. مشخصات، مختصات مرکز (x, y)، طول محورهای نیمه اصلی (b) و نیمه فرعی (a) و زاویه چرخش بیضی (Φ) را ارائه می‌دهد. این بیضی‌ها مطابق با استانداردهای ANSI C78.377 (بیضی‌های 5-گام یا 7-گام MacAdam) تعریف شده‌اند و اطمینان می‌دهند که نور LEDهای داخل یک دسته، از نظر رنگ برای چشم انسان یکنواخت به نظر می‌رسد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

4.1 منحنی مشخصه جریان-ولتاژ (I-V)

ولتاژ مستقیم به صورت غیرخطی با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد. طراحان باید از این منحنی برای انتخاب مقاومت‌های محدودکننده جریان یا مدارهای درایور مناسب استفاده کنند تا عملکرد پایدار را تضمین کرده و از تجاوز از حداکثر رتبه جریان جلوگیری کنند.

4.2 شار نوری نسبی در مقابل جریان مستقیم

خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد اما در نهایت به اشباع می‌رسد. کارکرد به میزان قابل توجهی بالاتر از جریان آزمایش توصیه شده 20 میلی‌آمپر ممکن است منجر به کاهش بازده و تسریع افت لومن به دلیل افزایش دمای اتصال شود.

4.3 توزیع توان طیفی (SPD)

منحنی انرژی طیفی نسبی، طیف انتشار LED سفید را نشان می‌دهد که ترکیبی از نور آبی از تراشه نیمه‌هادی و نور زرد/قرمز گسترده‌تر از پوشش فسفر است. این منحنی با تغییرات CCT کمی جابجا می‌شود: سفیدهای گرم‌تر (2600-3700K) انرژی بیشتری در طول‌موج‌های بلندتر (قرمز) دارند، در حالی که سفیدهای سردتر (5000-10000K) دارای قله آبی برجسته‌تری هستند.

4.4 دمای اتصال در مقابل انرژی طیفی نسبی

با افزایش دمای اتصال، بازده فسفر و خود تراشه می‌تواند تغییر کند که به طور بالقوه باعث جابجایی در SPD و تغییر جزئی در رنگ درک شده (جابجایی رنگی) و کاهش خروجی نور می‌شود. مدیریت حرارتی مناسب برای حفظ عملکرد یکنواخت بسیار مهم است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

بسته‌بندی SMD3528 دارای ابعاد اسمی 3.5 میلی‌متر طول و 2.8 میلی‌متر عرض است. نقشه ابعادی دقیق با تلرانس‌ها ارائه شده است: ابعاد .X دارای تلرانس ±0.10 میلی‌متر و ابعاد .XX دارای تلرانس ±0.05 میلی‌متر هستند.

5.2 چیدمان پد و طراحی استنسیل

یک الگوی لند (پایه) توصیه شده برای طراحی PCB، همراه با یک الگوی استنسیل متناظر برای اعمال خمیر لحیم ارائه شده است. رعایت این توصیه‌ها، تشکیل اتصال لحیم قابل اعتماد در حین ریفلو را تضمین می‌کند.

5.3 شناسایی قطبیت

قطعه دارای علامت کاتد (معمولاً یک خط سبز، شکاف یا علامت دیگر روی بسته‌بندی) برای نشان دادن قطبیت است. جهت‌گیری صحیح برای عملکرد مدار ضروری است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 حساسیت به رطوبت و عملیات پخت

LED SMD3528 مطابق با استاندارد IPC/JEDEC J-STD-020C به عنوان حساس به رطوبت طبقه‌بندی شده است. اگر بسته مهر و موم شده رطوبتی اصلی باز شود و قطعات در معرض رطوبت محیط قرار گیرند، باید قبل از لحیم‌کاری ریفلو، عملیات پخت روی آن‌ها انجام شود تا از "ترکیدن" یا آسیب داخلی در طی فرآیند دمای بالا جلوگیری شود.

• شرایط پخت:60 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت.
• پس از پخت:قطعات باید ظرف 1 ساعت لحیم شوند یا در یک محفظه با رطوبت نسبی کمتر از 20٪ نگهداری شوند.
• نبایددر دمای بالای 60 درجه سانتی‌گراد پخت انجام شود.

6.2 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو

LED می‌تواند پروفیل‌های استاندارد لحیم‌کاری ریفلو با حداکثر دمای 200 درجه سانتی‌گراد یا 230 درجه سانتی‌گراد را برای حداکثر 10 ثانیه تحمل کند. پروفیل خاص (نرخ افزایش دما، زمان خیساندن، دمای اوج، نرخ خنک‌سازی) باید برای کل مجموعه بهینه شود اما باید در این محدودیت‌ها باقی بماند.

6.3 شرایط نگهداری

• بسته بازنشده:در دمای 5-30 درجه سانتی‌گراد، رطوبت کمتر از 85٪ نگهداری شود.
• بسته بازشده:در دمای 5-30 درجه سانتی‌گراد، رطوبت کمتر از 60٪ نگهداری شود. برای نگهداری طولانی‌مدت بسته‌های بازشده، اکیداً توصیه می‌شود از یک محفظه مهر و موم شده با ماده رطوبت‌گیر یا اتمسفر نیتروژن برای جلوگیری از جذب رطوبت استفاده شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها معمولاً روی نوار و قرقره برای ماشین‌های Pick-and-Place خودکار عرضه می‌شوند. اندازه قرقره خاص، تعداد جیب و عرض نوار مطابق با استانداردهای صنعتی (مانند EIA-481) است.

7.2 شماره مدل سفارش

شماره مدل کامل، مانند T3200SLWA، باید مشخص شود تا ترکیب مورد نظر از ویژگی‌ها به دست آید: بسته‌بندی (3528)، نوع تراشه، رنگ (سفید سرد) و کد داخلی. برای ترکیبات غیراستاندارد شار نوری و CCT، تماس با سازنده ضروری است.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

• نور پس‌زمینه:برای پنل‌های LCD در لوازم خانگی، کنترل‌های صنعتی و داشبورد خودرو.
• چراغ‌های نشانگر عمومی:نشانگرهای وضعیت روی دستگاه‌های الکترونیکی.
• نورپردازی تزئینی:نورپردازی تاکیدی در محصولات مصرفی.
• تابلوها و حروف کانالی:روشنایی کم‌مصرف برای تابلوهای داخلی.

8.2 ملاحظات طراحی

• راه‌اندازی جریان:همیشه از یک درایور جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان استفاده کنید. مستقیماً به منبع ولتاژ وصل نکنید.
• مدیریت حرارتی:اگرچه کم‌مصرف است، اما اطمینان حاصل کنید که PCB دارای تخلیه حرارتی کافی است، به ویژه هنگام کار در یا نزدیک حداکثر جریان. دمای محیط بالا، خروجی نور و طول عمر را کاهش می‌دهد.
• طراحی نوری:زاویه دید 120 درجه، روشنایی گسترده‌ای فراهم می‌کند. برای پرتوهای متمرکز، اپتیک ثانویه (لنز) مورد نیاز است.
• دسته‌بندی برای یکنواختی:برای کاربردهایی که نیاز به ظاهر یکنواخت دارند، دسته‌های CCT و شار نوری تنگ را مشخص کنید. استفاده از LEDهای دسته‌های مختلف در یک محصول ممکن است منجر به تفاوت‌های قابل مشاهده رنگ یا روشنایی شود.

9. مقایسه فنی

SMD3528 یک بسته‌بندی قدیمی است که تا حد زیادی توسط بسته‌بندی‌های کارآمدتر مانند 2835 و 3030 جایگزین شده است. تمایز اصلی آن در دسترسی گسترده، هزینه کم و استفاده تاریخی گسترده در طراحی‌ها است. در مقایسه با بسته‌بندی‌های جدیدتر، به طور کلی دارای بازده نوری پایین‌تری (لومن بر وات) است و ممکن است مقاومت حرارتی بیشتری داشته باشد. با این حال، برای کاربردهای حساس به هزینه یا جایگزینی مستقیم در محصولات موجود، همچنان یک گزینه قابل قبول باقی می‌ماند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 تفاوت بین دسته‌های CCT (مثلاً 27M5 در مقابل 30M5) چیست؟

عدد (27، 30) به دمای رنگ مرتبط اسمی تقسیم بر 100 اشاره دارد (مثلاً 2700K، 3000K). ترکیب حرف/عدد (M5، M7) به اندازه بیضی رنگی در نمودار CIE اشاره دارد، که M7 نشان‌دهنده تغییر رنگ مجاز بزرگ‌تر نسبت به M5 است. یک دسته تنگ‌تر (M5) یکنواختی رنگ بهتری را تضمین می‌کند.

10.2 آیا می‌توانم این LED را به طور مداوم با جریان 30 میلی‌آمپر راه‌اندازی کنم؟

در حالی که حداکثر رتبه مطلق 30 میلی‌آمپر است، شرایط آزمایش معمول و اکثر داده‌های عملکرد در 20 میلی‌آمپر مشخص شده‌اند. کارکرد در 30 میلی‌آمپر نور بیشتری تولید می‌کند اما همچنین گرمای قابل توجهی بیشتری ایجاد می‌کند که به طور بالقوه طول عمر را کاهش داده و باعث جابجایی رنگی می‌شود. توصیه می‌شود برای قابلیت اطمینان و بازده، برای جریان عملیاتی پایین‌تر (مثلاً 15-20 میلی‌آمپر) طراحی کنید.

10.3 چرا عملیات پخت ضروری است و چگونه بفهمم LEDهای من به آن نیاز دارند؟

بسته‌بندی پلاستیکی می‌تواند رطوبت را از هوا جذب کند. در طول لحیم‌کاری ریفلو، این رطوبت به سرعت به بخار تبدیل می‌شود و به طور بالقوه باعث لایه‌لایه شدن یا ترک خوردگی می‌شود. بلافاصله پس از باز کردن بسته، کارت نشانگر رطوبت داخل بسته مهر و موم شده رطوبتی را بررسی کنید. اگر کارت سطح رطوبتی بالاتر از آستانه مشخص شده (مثلاً 10٪ یا 30٪، بسته به سطح حساسیت) را نشان دهد، یا اگر بسته برای مدت طولانی در یک محیط مرطوب باز مانده باشد، عملیات پخت مورد نیاز است.

10.4 چگونه کد دسته‌بندی شار نوری (مثلاً B7) را تفسیر کنم؟

کد دسته شار نوری (A9, B1, B2... B9) محدوده‌ای از مقادیر حداقل شار نوری را تعریف می‌کند. به عنوان مثال، یک دسته B7 برای یک LED سفید خنثی با CRI 70، حداقل شار 7.5 لومن در 20 میلی‌آمپر را تضمین می‌کند، با یک مقدار معمول تا 8.0 لومن. قطعات ارسالی واقعی در یا بالاتر از حداقل مقدار آن دسته خواهند بود.

11. مورد عملی طراحی

11.1 طراحی یک آرایه LED با جریان ثابت

Consider designing a light panel using 20 SMD3528 LEDs in a series-parallel configuration. To ensure uniform brightness, LEDs from the same CCT and flux bin should be used. If the chosen bin has a typical V_Fof 3.2V at 20mA, and a 24V DC power supply is available, you could arrange 10 LEDs in series (10 * 3.2V = 32V, which exceeds 24V). A better configuration might be 5 strings of 4 LEDs in series. Each string would drop approximately 12.8V (4 * 3.2V). A current-limiting resistor for each string would be calculated as R = (V_supply- V_string) / I_F= (24V - 12.8V) / 0.020A = 560 Ω. توان تلف شده در هر مقاومت برابر است با P = I²R = (0.02)²* 560 = 0.224W، بنابراین یک مقاومت 0.25W یا 0.5W توصیه می‌شود. این طراحی افزونگی را فراهم می‌کند (اگر یک LED به صورت مدار باز خراب شود، فقط رشته مربوطه خاموش می‌شود) و به مدیریت تلرانس‌های ولتاژ در بین LEDها کمک می‌کند.

12. معرفی اصول عملکرد

یک LED سفید SMD بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک ماده نیمه‌هادی، همراه با تبدیل فسفر عمل می‌کند. یک تراشه، که معمولاً از نیترید گالیم ایندیم (InGaN) ساخته شده است، هنگامی که بایاس مستقیم می‌شود، نور آبی ساطع می‌کند. این نور آبی به طور جزئی توسط یک لایه از ماده فسفر (مانند گارنت آلومینیوم ایتریم دوپ شده با سریم، YAG:Ce) که روی یا اطراف تراشه پوشش داده شده است، جذب می‌شود. فسفر فوتون‌های آبی را جذب کرده و نور را در یک طیف گسترده در منطقه زرد دوباره منتشر می‌کند. مخلوط نور آبی باقی‌مانده و نور زرد تبدیل شده، توسط چشم انسان به عنوان سفید درک می‌شود. نسبت دقیق نور آبی به زرد، که توسط ترکیب و ضخامت فسفر کنترل می‌شود، دمای رنگ مرتبط (CCT) نور سفید منتشر شده را تعیین می‌کند.

13. روندهای توسعه

روند کلی در فناوری LED به سمت بازده بالاتر (لومن بیشتر بر وات)، نمود رنگ بهبود یافته و قابلیت اطمینان بالاتر با هزینه کمتر است. برای بسته‌بندی‌ها در این رده اندازه، صنعت تا حد زیادی به سمت ابعاد بسته‌بندی 2835 مهاجرت کرده است که اغلب عملکرد حرارتی بهتر و خروجی نور بالاتری در یک پوشش با اندازه مشابه ارائه می‌دهد. همچنین تلاش مداومی برای بهبود سیستم‌های فسفر برای مقادیر شاخص نمود رنگ (CRI) بالاتر، به ویژه R9 (قرمز اشباع)، و دستیابی به رنگ یکنواخت‌تر در زاویه و دما وجود دارد. علاوه بر این، ادغام LEDها با درایورها و کنترل‌های هوشمند برای سفید قابل تنظیم (CCT قابل تنظیم) یک روند کاربردی در حال رشد است، اگرچه این امر معمولاً به بسته‌بندی‌های چند تراشه‌ای نیاز دارد.